铜氧化物结中散粒噪声揭示赝能隙态的电子配对

在理解铜氧化物高温超导的探求中，一场激烈的争论聚焦于赝能隙——在体临界温度（$T_{c}$）以上的“正常”态中，费米面部分区域打开的偏部能隙。赝能隙被归因于前驱超导、预形成对的存在，或电荷密度波等竞争序。对载流子电荷随温度和偏压变化的直接测定有助于厘清这些可能性。在此，我们报道了利用原子层层级分子束外延制备的高质量 La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$/La$_{2}$CuO$_{4}$/La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$（LSCO/LCO/LSCO）异质结构在多个掺杂水平下的隧穿电流散粒噪声测量。数据在偏置电压-温度（$V-T$）空间中划定了三个不同区域。在超导能隙区域之外，散粒噪声与电荷为 e 的载流子独立隧穿定量相符。在能隙深处，散粒噪声大幅增强，令人联想到多重 Andreev 反射。从 $T_{c}$ 以上开始并延伸至远大于能隙的偏压，存在一个宽泛区域，其中噪声显著超出单电荷隧穿的预期，表明载流子发生了配对。配对在温度和偏压的赝能隙区域内可被深度探测到。